(openPR) Nagel reduziert Nebenzeiten für Kurbelwellen-Superfinishmaschinen
Je geringer die Lagerreibungen in einem Kolbenmotor desto höher sein Wirkungsgrad. Unter dem Strich bedeutet dies auch weniger Treibstoffbedarf bzw. CO2-Emissionen. Im Fokus liegt unter anderem die Kurbelwelle. Das Superfinishen der Lagerstellen dieser Schlüsselbauteile ist heute bereits ein Standardprozess. Nagel hat das Zusammenspiel der dafür notwendigen Prozessschritte auf den Finishmaschinen der UF-Baureihe optimiert. Die Taktzeiten reduzieren sich dadurch deutlich.
Kurbelwellen in Verbrennungsmotoren werden in großen Stückzahlen gefertigt. Sämtliche Herstellprozesse, ob Umformen, Grob-, oder Feinzerspanung, unterliegen hohen Anforderungen an die Produktivität. Im Zuge der Einführung der dFlex-Finishwerkzeuge lag der Fokus auf der Optimierung der Bearbeitungszeit. Dadurch finishen die Maschinen der UF-Baureihe von Nagel eine gängige Kurbelwelle innerhalb von etwa 20 sec. Das ist bereits ein exzellenter Wert. Die Nebenzeiten, bedingt durch Spann-, Zustell- oder Verfahrvorgänge, nehmen teilweise die doppelte Zeit in Anspruch. Das gilt vor allem auch dann, wenn ein Maschinenkonzept eine Komplettbearbeitung ermöglicht – bei den Maschinen der Nürtinger Finish-Experten ist dies der Fall. Außer den Haupt- und Pleuellagern können noch Wellendichtsitze und Passlager gefinisht sowie Ölbohrungen entgratet werden. Demzufolge liegen die größeren Stellschrauben, um die Produktivität weiter zu verbessern, im Bereich der Nebenzeiten. „Wir haben alle Vorgänge auf unseren Maschinen der UF-Baureihe auf den Prüfstand gestellt und ein neues Steuerungskonzept entwickelt“,
berichtet Marcel Bosch, Leitung Prozessentwicklung/Service bei Nagel. Im Einzelnen: Die Startfreigaben für nachfolgende Abläufe werden nun bereits beim Öffnen der Finisharme aus der Störkontur der Kurbelwelle erteilt.
Verbesserte Positionierfenster der NC-Achsen bewirken einen schnelleren Programmdurchlauf. Wertvolle Sekunden spart auch die Parallelisierung der Spannvorgänge von Reitstock und Spindelstock. Befindet sich der Verfahrweg
in einem vorgegebenen Toleranzfenster, wird die Achse sofort auf ihren Maximalwert beschleunigt. Last but not least sorgt eine präzisere Steuerung der NC-Antriebe für ein Plus an Dynamik. „Dank dieser Maßnahmen konnten wir die Nebenzeiten um 30% verringern“, resümiert Marcel Bosch. Man kann es auch anders wenden: steigen die Qualitätsanforderungen der Automobilhersteller und ist eine längere Finishzeit notwendig, gleichen die verkürzten Nebenzeiten dies wieder aus, so dass die ursprünglichen Taktzeiten erhalten bleiben. Unter dem Strich befindet sich eine Kurbelwelle mit aktuellen Qualitätsanforderungen nur noch 43 sec lang in der Maschine. Bosch weiter: „Angesichts der üblichen Taktzeiten in der Automobilindustrie ist damit eine 2000er Plattform, also 2000 Kurbelwellen pro Tag, mit einer einzigen Bearbeitungsmaschine abbildbar. Die erzielbaren Rz-Werte liegen bei 0,5 um unter Berücksichtigung einer serienüblichen Vorbearbeitung. In Kombination mit unseren dFlex-Finishwerkzeugen der 2. Generation sind Materialabträge von 8 um am Durchmesser möglich.“
Wichtig: Die Aspekte Qualität und Prozesssicherheit bleiben von den Optimierungen unberührt und auf dem gewohnten Niveau. Das zeigen beispielsweise die Ergebnisse bei den Pleuellagern. Diese sind die eigentliche Herausforderung beim Finishen von Kurbelwellen, da sie exzentrisch um die Wellenachse rotieren. Die Finisharme müssen den Lagern folgen. Generell kommt es zu unterschiedlichen Beschleunigungskräften, die den Schließkräften der Finishwerkzeuge entgegenwirken. Im schlimmsten Fall entstehen über
den Umfang des Lagers unterschiedliche Oberflächenqualitäten. „Wir haben unsere Finisharme und -werkzeuge auf eine maximale Prozesssicherheit ausgelegt, so dass diese Effekte keine Auswirkungen haben. Rauheitsunterschiede am Lagerumfang (OT/UT) kommen nicht vor, die Qualität ist immer gleichmäßig hoch“ auch bei steigenden Anforderungen, betont Marcel Bosch.
